Question

【題目】Ⅰ.用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進(jìn)行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時(shí)得到H2SO4，其原理如圖所示(電極材料為石墨)。

(1)圖中a極要連接電源的_____(填“正”或“負(fù)”)極，SO放電的電極反應(yīng)_____________。

Ⅱ.在如圖所示的裝置中，若通入直流電5 min時(shí)，銅電極質(zhì)量增加2.16 g，試回答：

(2)溶液pH變化： B________，C________(填“增大”“減小”或“不變”)。

(3)通電5 min時(shí)，B中共收集224 mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，溶液體積為200 mL。則通電前CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為________(設(shè)電解前后溶液體積無(wú)變化)。

(4)若A中足量的KCl溶液的體積也是200 mL，電解后，溶液的pH為_____(設(shè)電解前后溶液體積無(wú)變化)。

Answer 1

【答案】 負(fù)極 SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋ 減小 不變 0.025 mol·L－1 13

【解析】Ⅰ.（1）圖中可知，鈉離子移向a極，亞硫酸根離子移向b極，所以b極為陽(yáng)極，應(yīng)該接電源的正極，則a極連接的是電源的負(fù)極，SO在陽(yáng)極失去電子變成SO，所以C口流出的物質(zhì)是H2SO4；亞硫酸根離子在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸根離子，故電極反應(yīng)式SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋；正確答案：負(fù)極 ；SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋ 。

Ⅱ. (2)由銅電極的質(zhì)量增加,發(fā)生Ag++e-═Ag,則Cu電極為陰極,Ag為陽(yáng)極,Y為正極,可以知道X為電源的負(fù)極； B中電解硫酸銅溶液生成硫酸,溶液中氫離子濃度增大,pH減小；C中陰極反應(yīng)為Ag++e-═Ag陽(yáng)極反應(yīng)為Ag-e-═Ag+,溶液濃度不變,則pH不變；正確答案:減小；不變。

(3)C中陰極反應(yīng)為Ag++e-═Ag,銀離子的量為2.16/108=0.02mol,則轉(zhuǎn)移的電子為0.02 mol, B中陽(yáng)極反應(yīng)為4OH--4e-═2H2O+O2↑,則轉(zhuǎn)移0.02mol電子生成氧氣為0.005mol,其體積為0.005×22.4=0.112L=112mL,則在陰極也生成112mL氣體,由2H++2e-═H2↑ ,則氫氣的物質(zhì)的量為0.005mol,該反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子為0.01mol,則Cu2++2e-=Cu中轉(zhuǎn)移0.01mol電子,所以Cu2+的物質(zhì)的量為0.005mol,通電前c(CuSO4)=0.005/0.2=0.025mol/L；正確答案: 0.025 mol·L－1。

(4)由A中發(fā)生2KCl+2H2O=2KOH+Cl2↑+H2↑反應(yīng),由電子守恒可以知道,該反應(yīng)轉(zhuǎn)移2mol電子，生成氫氧化鉀2mol，現(xiàn)轉(zhuǎn)移0.02mol電子時(shí)生成0.02 mol KOH,忽略溶液體積的變化,則c(OH-)=0.02/0.2=0.1mol/L, c(H+)=10-13 mol/L, 溶液的pH為13；正確答案13。